中國(guó)抽水蓄能發(fā)展形勢(shì)和展望

摘要：加快發(fā)展抽水蓄能是構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的迫切要求，是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要支撐。綜合分析了中國(guó)抽水蓄能發(fā)展的現(xiàn)狀、資源分布特點(diǎn)、發(fā)展形勢(shì)、發(fā)展定位及其綜合效益。在政策研究的基礎(chǔ)上，通過分析國(guó)際和國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，指出抽水蓄能在支撐風(fēng)、光、核等能源大規(guī)模開發(fā)、提升電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力方面具有重要作用和價(jià)值。站點(diǎn)資源普查分析表明，全國(guó)共普查出資源站點(diǎn)1 500余個(gè)，普查站點(diǎn)資源總規(guī)模達(dá)16億kW/100億kW·h。在發(fā)展定位方面，指出抽水蓄能對(duì)建設(shè)新型電力系統(tǒng)、構(gòu)建風(fēng)光蓄大型基地和流域水風(fēng)光一體化基地、規(guī)模化拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和促進(jìn)鄉(xiāng)村振興具有重要支撐意義。結(jié)合環(huán)境效益和綜合效益評(píng)估，全面論述了抽水蓄能在減少二氧化碳排放、促進(jìn)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展方面的重要作用。最后，展望了抽水蓄能行業(yè)未來發(fā)展的方向，并提出了相應(yīng)的行業(yè)發(fā)展建議。相關(guān)成果可為中國(guó)抽水蓄能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供理論支撐和實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān) 鍵 詞：抽水蓄能； 碳達(dá)峰； 碳中和； 綠色能源； 站點(diǎn)資源； 環(huán)境效益； 綜合效益

中圖法分類號(hào)： TV743

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.11.006

0 引 言

抽水蓄能是當(dāng)前技術(shù)最成熟、全生命周期碳減排效益最顯著、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)且最具大規(guī)模開發(fā)條件的電力系統(tǒng)綠色低碳清潔靈活調(diào)節(jié)電源，與風(fēng)、光、核、火等能源配合效果最好，是重要的新能源基礎(chǔ)設(shè)施^［1］。加快發(fā)展抽水蓄能是構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的迫切要求，是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要支撐。隨著《抽水蓄能中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》印發(fā)實(shí)施，中國(guó)抽水蓄能進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展的新階段^［2］。

本文通過統(tǒng)計(jì)分析，系統(tǒng)梳理了中國(guó)抽水蓄能的站點(diǎn)資源、開發(fā)建設(shè)現(xiàn)狀、發(fā)展形勢(shì)。結(jié)合抽水蓄能功能特性與新型電力系統(tǒng)建設(shè)需要，提出了抽水蓄能在新型電力系統(tǒng)中的發(fā)展定位。在此基礎(chǔ)上對(duì)抽水蓄能的環(huán)境效益和綜合效益進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。最后對(duì)行業(yè)發(fā)展進(jìn)行了展望，并提出相關(guān)發(fā)展建議。

國(guó)際和國(guó)內(nèi)發(fā)展趨勢(shì)分析表明，抽水蓄能在支撐風(fēng)、光、核等新能源大規(guī)模開發(fā)、提升電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力方面具有重要作用。結(jié)合環(huán)境效益和綜合效益評(píng)估，強(qiáng)調(diào)了抽水蓄能在減少二氧化碳排放、促進(jìn)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展方面的重要貢獻(xiàn)。

1 抽水蓄能發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 世界抽水蓄能發(fā)展情況

截至2023年底，全球抽水蓄能裝機(jī)容量17 913萬kW，同比增長(zhǎng)3.7%^［3］。從區(qū)域來看，東亞和太平洋地區(qū)裝機(jī)容量9 053萬kW，歐洲5 417萬kW，中北美洲2 235萬kW，中亞和南亞771萬kW，非洲338萬kW，南美洲99萬kW。從國(guó)別來看，中國(guó)裝機(jī)容量5 094萬kW，位居世界第一；日本2 747萬kW，美國(guó)2 217萬kW，分列世界第二、三名；位列4～10名的國(guó)家分別是德國(guó)、意大利、西班牙、法國(guó)、韓國(guó)、印度和瑞士^［4］。全球抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模排名前十的國(guó)家及其裝機(jī)容量情況見圖1。

在全球范圍內(nèi)，抽水蓄能亦因其技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)、具有大規(guī)模開發(fā)條件、調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)勢(shì)，逐漸成為支撐風(fēng)光大規(guī)模開發(fā)、高比例利用的重要基礎(chǔ)，其開發(fā)建設(shè)也逐漸受到各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的大力支持。近十年來，美國(guó)通過專項(xiàng)法案，強(qiáng)調(diào)水電和抽水蓄能電站在電力保障、能源安全、應(yīng)對(duì)氣候變化和就業(yè)方面的重要性^［5-7］。歐洲以歐盟為代表，制定了包括修訂可再生能源法案和電力市場(chǎng)改革在內(nèi)的政策，確認(rèn)了抽水蓄能在保障能源安全和促進(jìn)可再生能源利用方面的作用^［8-10］。日本成立了由首相領(lǐng)導(dǎo)的綠色轉(zhuǎn)型執(zhí)行會(huì)議，制定和修訂相關(guān)法律法規(guī)，推動(dòng)可再生能源發(fā)展，并確認(rèn)抽水蓄能的價(jià)值。印度通過法律和行政命令，認(rèn)可抽水蓄能作為一種成熟、穩(wěn)定、綠色、安全的儲(chǔ)能技術(shù)，適用于其儲(chǔ)能和調(diào)峰需求。此外，澳大利亞、加拿大、巴西和南非等國(guó)也在積極推動(dòng)抽水蓄能電站的開發(fā)，以應(yīng)對(duì)能源安全、能源轉(zhuǎn)型和氣候變化挑戰(zhàn)^［11-12］。這些國(guó)家和地區(qū)在抽水蓄能建設(shè)上的努力為大規(guī)模可再生能源的開發(fā)和利用提供了關(guān)鍵支撐。

1.2 中國(guó)抽水蓄能發(fā)展情況

2023年，隨著遼寧清原、河北豐寧、山東文登、福建永泰、福建廈門、河南天池、新疆阜康、重慶蟠龍等電站部分或全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，全年新增投產(chǎn)規(guī)模515萬kW/4 000萬kW·h，其中新疆阜康、重慶蟠龍電站分別是西北、西南地區(qū)首座投運(yùn)的大型抽水蓄能電站；新核準(zhǔn)山西蒲縣、遼寧興城、江蘇連云港、云南富民、四川雅礱江道孚等49座抽水蓄能電站，核準(zhǔn)規(guī)模6 342.5萬kW/4.0億kW·h^［13］。

截至2023年底，中國(guó)抽水蓄能電站在運(yùn)項(xiàng)目50座，規(guī)模5 094萬kW/4.1億kW·h，核準(zhǔn)在建項(xiàng)目134個(gè)，總規(guī)模1.8億kW/11.3億kW·h^［13］。中國(guó)抽水蓄能電站已建和在建裝機(jī)規(guī)模均為世界第一^［4，13］。中國(guó)抽水蓄能電站核準(zhǔn)在建情況如圖2所示^［13-14］。

2 抽水蓄能站點(diǎn)資源分布特點(diǎn)

2.1 資源分布特點(diǎn)

抽水蓄能項(xiàng)目選址需要比較好的地形地質(zhì)條件，主要包括高差適中（300～700 m）、活動(dòng)構(gòu)造不發(fā)育，地形、巖性、水源、交通條件好^［15］。

中國(guó)抽水蓄能站點(diǎn)資源分布和山川地形呈現(xiàn)高度一致，東北地區(qū)抽水蓄能資源集中分布在長(zhǎng)白山脈附近，以及大、小興安嶺。華北地區(qū)，冀北的抽水蓄能資源集中在燕山山脈，冀南和山西省的抽水蓄能資源集中在太行山脈兩側(cè)，內(nèi)蒙的抽水蓄能資源集中在狼山、陰山山脈，山東省的抽水蓄能資源集中在魯中南丘陵和膠東丘陵地帶。西北地區(qū)，陜西省的抽水蓄能資源集中在秦嶺、大巴山之間，甘肅省的抽水蓄能資源大多在阿爾金山—祁連山附近，新疆的抽水蓄能資源集中在天山山脈和阿爾泰山脈、昆侖山脈附近。華中地區(qū)，豫南、皖南、鄂東抽水蓄能資源集中在大別山區(qū)，贛湘兩地的抽水蓄能資源集中在羅霄山脈。西南地區(qū)，川渝兩地抽水蓄能資源分布在四川盆地邊緣，西藏的抽水蓄能資源主要在岡底斯山和念青唐古拉山一帶。華東、華南地區(qū)，浙閩、兩廣等省區(qū)抽水蓄能資源也大多依山川地形分布，主要集中在東南丘陵地帶。云貴地區(qū)均以山地為主，區(qū)域內(nèi)的抽水蓄能資源十分豐富^［16］。

浙閩、兩廣沿海一帶地層較新、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)較弱，山地的海拔一般在1 000至1 500 m之間，組成山地丘陵的巖石70%以上是花崗巖和火山巖。東南丘陵區(qū)域地形地質(zhì)條件好、水源條件好，造價(jià)在全國(guó)屬于較低水平。越往北部尤其是西北部，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定條件相對(duì)復(fù)雜，同時(shí)降雨量也在逐步減少，項(xiàng)目單位造價(jià)呈逐漸增加的趨勢(shì)。東北平原、華北平原、中原地帶、長(zhǎng)江中下游平原地帶受地形限制，抽水蓄能站點(diǎn)資源比較匱乏^［16］。

總體來說，中國(guó)抽水蓄能建設(shè)條件以華東、華南最好，華中、華北、東北次之，西南、西北地區(qū)相對(duì)一般^［16］。

2.2 資源普查成果

為貫徹落實(shí)應(yīng)對(duì)全球氣候變化國(guó)家自主貢獻(xiàn)目標(biāo)，履行“2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和”的國(guó)際承諾，實(shí)現(xiàn)2030年非化石能源占一次能源消費(fèi)比重25%的目標(biāo)，能源綠色低碳轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電將進(jìn)入大規(guī)模高比例高質(zhì)量發(fā)展新階段，新型電力系統(tǒng)建設(shè)對(duì)抽水蓄能等調(diào)節(jié)電源提出了更高要求和更大需求。2020年12月，國(guó)家能源局印發(fā)《關(guān)于開展全國(guó)新一輪抽水蓄能中長(zhǎng)期規(guī)劃編制工作的通知》，各省（區(qū)、市）能源主管部門組織開展了本地區(qū)抽水蓄能站點(diǎn)資源普查工作。綜合考慮地理位置、地形地質(zhì)、水源條件、水庫(kù)淹沒、環(huán)境影響、工程技術(shù)及初步經(jīng)濟(jì)性等因素，全國(guó)共普查篩選出資源站點(diǎn)1 500余個(gè)，普查站點(diǎn)資源總規(guī)模達(dá)16億kW/100億kW·h（含已建、在建及規(guī)劃選點(diǎn)），在全國(guó)絕大部分省（自治區(qū)、直轄市）均有分布，其中貴州、河北、廣東、吉林和湖北等省普查站點(diǎn)資源較多^{［14，17］}。從區(qū)域電網(wǎng)分布來看，南方、西北、華中等區(qū)域分布相對(duì)較多，如圖3所示。

3 抽水蓄能發(fā)展形勢(shì)

3.1 國(guó)際形勢(shì)

大力發(fā)展可再生能源已成為能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對(duì)氣候變化的全球共識(shí)，包括中國(guó)在內(nèi)的世界各主要國(guó)家和地區(qū)紛紛提高應(yīng)對(duì)氣候變化自主貢獻(xiàn)力度，已有約150個(gè)國(guó)家和地區(qū)明確“碳中和”發(fā)展目標(biāo)。在此背景下，各國(guó)政府和有關(guān)企業(yè)將采取共同行動(dòng)，推動(dòng)可再生能源強(qiáng)勁增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)際能源署預(yù)測(cè)，到2025年，全球發(fā)電量增加部分的95%由可再生能源提供，可再生能源將超過煤炭成為全球最大的電力來源，提供全球約1/3的發(fā)電量^［18］。可再生能源快速發(fā)展加速全球能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程，形成了加快替代傳統(tǒng)化石能源的世界潮流，成為了全球能源低碳轉(zhuǎn)型的主導(dǎo)方向。

當(dāng)風(fēng)電、光伏發(fā)電成為新增電力裝機(jī)主體時(shí)，對(duì)靈活調(diào)節(jié)電源提出了迫切需求。在政府政策支持及技術(shù)進(jìn)步等影響下，以風(fēng)電、光伏發(fā)電為代表的新能源呈現(xiàn)性能快速提高、經(jīng)濟(jì)性持續(xù)提升、應(yīng)用規(guī)模加速擴(kuò)大的態(tài)勢(shì)。根據(jù)國(guó)際能源署預(yù)測(cè)，到2025年，光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電將分別占可再生能源新增裝機(jī)容量的60%和30%^［18］。風(fēng)電和光伏發(fā)電出力具有波動(dòng)性、隨機(jī)性、間歇性，其大規(guī)模直接接入電網(wǎng)會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成影響，新能源的大規(guī)模開發(fā)和高比例消納需要電力系統(tǒng)提供靈活調(diào)節(jié)電源和儲(chǔ)能調(diào)節(jié)措施。

抽水蓄能成為全球可再生能源領(lǐng)域新的增長(zhǎng)點(diǎn)。風(fēng)電、光伏發(fā)電的高速發(fā)展改變了傳統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)，加之疫情影響下全球工業(yè)用電需求整體下降，居民用電占比增加，多種因素交織下電力系統(tǒng)對(duì)靈活調(diào)節(jié)資源需求更為迫切。抽水蓄能具有調(diào)峰、填谷、儲(chǔ)能、調(diào)頻、調(diào)相和備用等多種功能，在保障全球電力系統(tǒng)安全運(yùn)行和促進(jìn)新能源大規(guī)模發(fā)展方面的重要性日益突出。

3.2 國(guó)內(nèi)形勢(shì)

2022年4月，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)通知，部署加快“十四五”時(shí)期抽水蓄能項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)，由此中國(guó)抽水蓄能發(fā)展的腳步進(jìn)一步加快。

（1） 又好又快高質(zhì)量發(fā)展格局初步形成。

隨著抽水蓄能項(xiàng)目的增多，省級(jí)層面開始研究本省抽水蓄能項(xiàng)目管理措施，西藏自治區(qū)、青海省陸續(xù)出臺(tái)《西藏自治區(qū)抽水蓄能項(xiàng)目建設(shè)管理暫行辦法》《青海省抽水蓄能項(xiàng)目管理辦法（暫行）》，對(duì)規(guī)范抽水蓄能項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)抽水蓄能全生命周期管理，推動(dòng)抽水蓄能高質(zhì)量發(fā)展具有重要作用。

（2） 全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調(diào)機(jī)制基本建立。

以中國(guó)水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)抽水蓄能行業(yè)分會(huì)的成立為標(biāo)志，中國(guó)抽水蓄能全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)調(diào)發(fā)展機(jī)制基本建立。抽水蓄能行業(yè)分會(huì)成員主要包括抽水蓄能投資、設(shè)計(jì)、施工、裝備制造企業(yè)及高等院校和科研機(jī)構(gòu)等。以分會(huì)為平臺(tái)，建立行業(yè)內(nèi)常態(tài)化協(xié)調(diào)機(jī)制，對(duì)行業(yè)重大問題和共性問題開展協(xié)調(diào)銜接；發(fā)揮分會(huì)全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，開展產(chǎn)業(yè)發(fā)展監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握動(dòng)態(tài)，為政府決策、產(chǎn)業(yè)評(píng)估、會(huì)員投資等提供支撐。

（3） 發(fā)揮調(diào)節(jié)作用支撐新能源大基地規(guī)劃建設(shè)。

2022年，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局陸續(xù)印發(fā)《以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地規(guī)劃布局方案》《關(guān)于開展全國(guó)主要流域可再生能源一體化規(guī)劃研究工作有關(guān)事項(xiàng)的通知》，以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地和主要流域水風(fēng)光一體化基地的建設(shè)亟需建設(shè)抽水蓄能等調(diào)峰儲(chǔ)能電源，以提高可再生能源綜合開發(fā)經(jīng)濟(jì)性和通道利用率，提升風(fēng)電光伏開發(fā)規(guī)模、競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展質(zhì)量，加快可再生能源大規(guī)模高比例發(fā)展進(jìn)程。

4 抽水蓄能發(fā)展定位

4.1 建設(shè)新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐

中國(guó)風(fēng)電、光伏發(fā)電將實(shí)現(xiàn)大規(guī)模高比例發(fā)展，但由于其發(fā)電出力具有波動(dòng)性、隨機(jī)性、間歇性，大規(guī)模接入電網(wǎng)和高比例消納對(duì)電力系統(tǒng)安全保障能力和靈活調(diào)節(jié)能力提出了更高要求。抽水蓄能電站是電力系統(tǒng)重要的調(diào)節(jié)資源，其機(jī)組啟停迅速、運(yùn)行方式靈活、負(fù)荷跟蹤能力強(qiáng)，可提高系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，為系統(tǒng)大規(guī)模接入和高效消納風(fēng)、光新能源創(chuàng)造條件。同時(shí)電站在系統(tǒng)中發(fā)揮調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相及備用等功能并提供必要的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，保障電力系統(tǒng)安全可靠與穩(wěn)定運(yùn)行。

4.2 構(gòu)建風(fēng)光蓄大型基地的核心依托

大力發(fā)展新能源是能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的必由之路，重點(diǎn)是全面推進(jìn)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電大規(guī)模開發(fā)和高質(zhì)量發(fā)展，加快建設(shè)風(fēng)電和光伏發(fā)電基地。為降低基地發(fā)電側(cè)的棄風(fēng)和棄光率，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，風(fēng)光基地需配備儲(chǔ)能裝置。相比其他儲(chǔ)能手段，抽水蓄能在技術(shù)經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保、轉(zhuǎn)化效率、慣量支撐等方面具有顯著的綜合優(yōu)勢(shì)，與風(fēng)光等新能源聯(lián)合運(yùn)行效果最優(yōu)，是未來構(gòu)建風(fēng)光蓄大型清潔可再生能源基地的核心依托。

4.3 構(gòu)建流域水風(fēng)光一體化基地的重要組成

依托流域水電開發(fā)，充分利用水電靈活調(diào)節(jié)能力，在合理范圍內(nèi)配套建設(shè)一定規(guī)模的新能源發(fā)電項(xiàng)目，打造流域水風(fēng)光可再生能源一體化基地，這是新時(shí)期可再生能源基地化規(guī)模化發(fā)展必由之路。流域內(nèi)的抽水蓄能電站是流域水電調(diào)節(jié)能力的重要組成，尤其對(duì)于常規(guī)水電裝機(jī)規(guī)模偏小、調(diào)節(jié)能力不足的流域，采用“水風(fēng)光蓄”一體化開發(fā)創(chuàng)新模式，可進(jìn)一步優(yōu)化可再生能源一體化基地資源配置、調(diào)度運(yùn)行和消納，進(jìn)而提高可再生能源綜合開發(fā)經(jīng)濟(jì)性、通道利用率，提升開發(fā)規(guī)模、競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展質(zhì)量。

4.4 規(guī)模化拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和促進(jìn)鄉(xiāng)村振興的重要手段

抽水蓄能電站分布廣、工程規(guī)模大、總投資高、經(jīng)濟(jì)拉動(dòng)效應(yīng)明顯，在電站建設(shè)期可通過直接投資拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，提升電力、交通等基礎(chǔ)設(shè)施水平，帶動(dòng)就業(yè)、改善民生；電站建成后可帶動(dòng)旅游等產(chǎn)業(yè)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，增加地方財(cái)稅收入。綜合來看，抽水蓄能電站是當(dāng)前擴(kuò)大有效投資、保持經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長(zhǎng)的重要手段，是與地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展深度融合的重要舉措，是近遠(yuǎn)期統(tǒng)籌經(jīng)濟(jì)發(fā)展和碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的重要選擇。

5 抽水蓄能的綜合效益分析

5.1 環(huán)境效益

抽水蓄能電站是生態(tài)環(huán)境友好型工程，能降低二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的排放，有利于應(yīng)對(duì)氣候變化和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

抽水蓄能項(xiàng)目生態(tài)準(zhǔn)入條件明確，進(jìn)行抽水蓄能選點(diǎn)規(guī)劃時(shí)，首先要按照相關(guān)法規(guī)及相關(guān)規(guī)范進(jìn)行普查站點(diǎn)環(huán)境敏感因素的排查，工程區(qū)域要避讓各類環(huán)境敏感區(qū)，納入規(guī)劃的推薦站址不存在環(huán)境敏感制約因素；其次對(duì)工程建設(shè)的環(huán)境影響預(yù)測(cè)分析，工程對(duì)環(huán)境的不利影響可以通過采取一定的措施得以避免。

項(xiàng)目實(shí)施過程可能對(duì)大氣環(huán)境、水環(huán)境、聲環(huán)境等產(chǎn)生一定的不良環(huán)境影響，可通過相關(guān)工程措施、管理措施和技術(shù)手段等進(jìn)行預(yù)防和減緩。抽水蓄能工程建設(shè)可能會(huì)對(duì)陸生生態(tài)、水生生態(tài)、地表水質(zhì)等產(chǎn)生不利影響，在項(xiàng)目前期環(huán)境調(diào)查、環(huán)境影響評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上需研究制定減免不利影響的對(duì)策措施，如施工結(jié)束后對(duì)跡地進(jìn)行原地貌恢復(fù)，對(duì)在河流上建庫(kù)的項(xiàng)目開展魚類增殖放流等水生生物保護(hù)措施，在施工期實(shí)行廢水零排和處理工藝等。工程建設(shè)中嚴(yán)格按批復(fù)的環(huán)評(píng)報(bào)告書及水土保持方案報(bào)告書落實(shí)各項(xiàng)環(huán)境保護(hù)措施和水土保持措施，減緩對(duì)環(huán)境的不利影響。

（1） 抽水蓄能項(xiàng)目上、下水庫(kù)大多為新建水庫(kù)，且所在的流域徑流量小，水生生物尤其魚類種類數(shù)量少、體型小。基本無產(chǎn)卵場(chǎng)、索餌場(chǎng)、越冬場(chǎng)分布，河道內(nèi)也無產(chǎn)漂流性卵的魚類產(chǎn)卵場(chǎng)分布，水庫(kù)建設(shè)對(duì)所在河段魚類繁殖影響很小。

（2） 工程水庫(kù)淹沒、施工占地和施工活動(dòng)可能對(duì)施工局部區(qū)域的陸生植被、動(dòng)物棲息生境產(chǎn)生一定影響。水庫(kù)淹沒的陸地資源將轉(zhuǎn)化為水面資源，淹沒使耕地、林地等陸生植物資源受到了不可逆的損失。水庫(kù)淹沒區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的植被類型均為庫(kù)區(qū)周圍分布較普遍的類型，淹沒線以上以及庫(kù)區(qū)周圍均可發(fā)現(xiàn)相似的群落，不存在因局部植被淹沒而導(dǎo)致種群消失和滅絕，也不會(huì)影響區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的完整性。同時(shí)水庫(kù)蓄水后，將在一定程度上改善區(qū)內(nèi)土壤和空氣濕度，改善區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境，有利于喜濕、喜陰植物發(fā)育和亞熱帶常綠闊葉林優(yōu)勢(shì)種的自然更新，從而加速群落演替。除永久占地?fù)p失外，其他大多屬于局部、短期的影響，在各施工場(chǎng)地施工結(jié)束后，結(jié)合水土保持植物措施，對(duì)各類施工跡地實(shí)施陸生生態(tài)修復(fù)措施，對(duì)永久占地區(qū)進(jìn)行綠化，嚴(yán)格控制施工范圍，加強(qiáng)施工期間陸生動(dòng)植物保護(hù)的宣傳教育等。

（3） 施工期間產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水和生活污水采取技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的措施處理后進(jìn)行回用或綜合利用；施工采用濕式作業(yè)，砂石系統(tǒng)采用全密封環(huán)保設(shè)計(jì)，封閉運(yùn)輸，灑水降塵，隔聲擋護(hù)；生活垃圾統(tǒng)一收集外運(yùn)處置，危險(xiǎn)廢物委托有資質(zhì)單位處置。

（4） 項(xiàng)目在施工過程中，通過提高水土流失防治標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制施工范圍，減少地表擾動(dòng)和植被損壞范圍，綜合采取表土剝離、攔擋、截排水、網(wǎng)格梁植草護(hù)坡、土地整治、植被恢復(fù)等各項(xiàng)水土保持措施，有效控制可能造成的水土流失。

5.2 綜合效益

5.2.1 促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展

按抽水蓄能中長(zhǎng)期規(guī)劃發(fā)展規(guī)模，初步測(cè)算新增投資規(guī)模約1.7萬億元。抽水蓄能電站的建設(shè)和運(yùn)行，可增加地方稅收、改善基礎(chǔ)設(shè)施、拉動(dòng)就業(yè)、鞏固鄉(xiāng)村振興成果，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

電站開工建設(shè)可直接使地方電力行業(yè)固定資產(chǎn)投資大幅上升，從而加快當(dāng)?shù)氐墓潭ㄙY產(chǎn)形成，推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，促進(jìn)電力行業(yè)以及與電力行業(yè)相關(guān)的上下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，增強(qiáng)對(duì)外來投資的吸引力，并繼而引導(dǎo)整個(gè)社會(huì)各行業(yè)固定資產(chǎn)投資的普遍增長(zhǎng)，為加速當(dāng)?shù)毓潭ㄙY產(chǎn)形成、加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來重要契機(jī)。

電站在建設(shè)期間，需要當(dāng)?shù)赝度氪罅康乃唷摬牡冉ㄖ牧虾褪┕C(jī)械、發(fā)輸變電設(shè)備等物資，還需要投入大量勞動(dòng)力、就地采購(gòu)大量的施工輔助加工服務(wù)、就地消費(fèi)大量食品日用品等，能帶動(dòng)地方基礎(chǔ)設(shè)施和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)地方GDP增長(zhǎng)起直接和間接的促進(jìn)作用，通過投資和消費(fèi)兩個(gè)環(huán)節(jié)拉動(dòng)地方GDP增長(zhǎng)。

電站建設(shè)期間可向地方繳納數(shù)額較大的稅費(fèi)，主要為建筑安裝增值稅銷項(xiàng)稅、城市維護(hù)建設(shè)附加、教育費(fèi)附加、地方教育費(fèi)附加等。

電站建成運(yùn)營(yíng)后，可成為當(dāng)?shù)胤€(wěn)定可靠的稅源，每年直接向地方財(cái)政提供穩(wěn)定、可觀的稅費(fèi)收入。根據(jù)現(xiàn)行財(cái)稅政策，電站建成后的經(jīng)營(yíng)期財(cái)政收入主要包括增值稅、企業(yè)所得稅、城市維護(hù)建設(shè)附加、教育費(fèi)附加等，其中所得稅和增值稅為中央與地方共享稅金，城市維護(hù)建設(shè)稅、教育費(fèi)附加為地方財(cái)政收入。

5.2.2 服務(wù)電力系統(tǒng)、促進(jìn)新能源消納

抽水蓄能電站配合新能源運(yùn)行，可平抑新能源出力的波動(dòng)性、隨機(jī)性，減少對(duì)電網(wǎng)的不利影響，促進(jìn)新能源大規(guī)模開發(fā)消納。

抽水蓄能電站是電力系統(tǒng)重要的調(diào)節(jié)資源，其機(jī)組啟停迅速、運(yùn)行方式靈活、負(fù)荷跟蹤能力強(qiáng)，可提高系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力，為系統(tǒng)大規(guī)模接入和高效消納風(fēng)、光新能源創(chuàng)造條件。同時(shí)電站在系統(tǒng)中發(fā)揮調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相及備用等功能并提供必要的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，保障電力系統(tǒng)安全可靠與穩(wěn)定運(yùn)行。

相比其他儲(chǔ)能手段，抽水蓄能在技術(shù)經(jīng)濟(jì)、綠色環(huán)保、轉(zhuǎn)化效率、慣量支撐等方面具有顯著的綜合優(yōu)勢(shì)，與風(fēng)光等新能源聯(lián)合運(yùn)行效果最優(yōu)，是未來構(gòu)建風(fēng)光蓄大型基地的核心依托。

5.2.3 節(jié)能減排、低碳綠色方面的價(jià)值

2020年，國(guó)家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣布，中國(guó)計(jì)劃在2030年前實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。為實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)，預(yù)計(jì)至2030年，中國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右，森林蓄積量將比2005年增加60億m3，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億kW以上。中國(guó)電力行業(yè)占能源行業(yè)二氧化碳排放總量的42.5%左右，因此電力行業(yè)的碳達(dá)峰、碳中和進(jìn)度將直接影響“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的進(jìn)程。

中國(guó)剩余的常規(guī)水電資源總量有限，現(xiàn)階段一方面應(yīng)加大煤電機(jī)組靈活性改造力度，積極推進(jìn)煤電由“電量型電源”向“電力型電源”轉(zhuǎn)變；另一方面應(yīng)積極發(fā)展抽水蓄能電站，充分發(fā)揮水電的調(diào)節(jié)能力和容量支撐作用，實(shí)行風(fēng)、光、水、蓄互補(bǔ)。

抽水蓄能電站建成投產(chǎn)后，不僅能節(jié)省系統(tǒng)火電煤耗，減少二氧化碳、二氧化硫、煙塵、灰渣等污染物的排放，還可有效減小棄風(fēng)棄光電量，增加新能源消納率。以一個(gè)180萬kW的抽水蓄能電站為例，電站投入系統(tǒng)運(yùn)行后，每年可節(jié)約標(biāo)煤63.6萬t，按照通用節(jié)能減排公式比例折算，相當(dāng)于減排二氧化碳168萬t。同時(shí)工程的建設(shè)可減少棄風(fēng)棄光電量23.04億kW·h，將新能源消納比例由81.6%提高至82.4%。抽水蓄能電站的建設(shè)可在一定程度上減少煤炭資源消耗及其帶來的環(huán)境污染，具有顯著的環(huán)境效益。

6 發(fā)展展望

（1） 抽水蓄能仍處于高速發(fā)展的戰(zhàn)略機(jī)遇期。構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、規(guī)劃建設(shè)新型能源體系、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，迫切需要建設(shè)大規(guī)模的新能源基礎(chǔ)設(shè)施。與火電靈活性改造等傳統(tǒng)的調(diào)峰手段相比，抽水蓄能具有雙向調(diào)節(jié)能力，可以顯著提升電力系統(tǒng)的新能源消納能力。與新型儲(chǔ)能手段相比，2035年前，抽水蓄能仍是技術(shù)最成熟、經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、最具大規(guī)模開發(fā)條件的綠色低碳安全的調(diào)節(jié)儲(chǔ)能設(shè)施，抽水蓄能長(zhǎng)期高質(zhì)量發(fā)展仍是主基調(diào)。

（2） “十五五”中后期將進(jìn)入抽水蓄能投產(chǎn)高峰。2024年，預(yù)計(jì)河北豐寧、遼寧清原、福建廈門、重慶蟠龍、新疆阜康等抽水蓄能電站剩余機(jī)組將投產(chǎn)發(fā)電，江蘇句容、浙江寧海、浙江縉云、陜西鎮(zhèn)安等抽水蓄能電站的部分機(jī)組也將投產(chǎn)，全年抽水蓄能投產(chǎn)規(guī)模在600萬kW左右；到2024年底，總裝機(jī)規(guī)模可以達(dá)到5 700萬kW^［19］；到2025年底，預(yù)計(jì)可以達(dá)到6 200萬kW。隨著目前已經(jīng)核準(zhǔn)在建的項(xiàng)目陸續(xù)投產(chǎn)，預(yù)計(jì)“十五五”中后期將進(jìn)入抽水蓄能投產(chǎn)高峰，高峰年投產(chǎn)規(guī)模達(dá)到4 000萬kW左右，2030年總規(guī)模達(dá)到1.6億～1.8億kW。

（3） 裝備制造能力是產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展的關(guān)鍵。目前，抽蓄機(jī)組制造以哈電和東電為主，這兩家企業(yè)是抽水蓄能設(shè)備和技術(shù)服務(wù)的龍頭企業(yè)。目前哈電和東電抽水蓄能機(jī)組生產(chǎn)能力均為每年20臺(tái)套（合計(jì)40臺(tái)套）。根據(jù)目前核準(zhǔn)項(xiàng)目數(shù)量及規(guī)模，高峰期需求在每年120臺(tái)套左右。現(xiàn)有生產(chǎn)能力無法滿足機(jī)組投產(chǎn)高峰需求，需要科學(xué)合理規(guī)劃?rùn)C(jī)組制造和產(chǎn)能轉(zhuǎn)化。在擴(kuò)大產(chǎn)能的同時(shí)，也需要在產(chǎn)業(yè)上下游提前做好協(xié)同，既要避免產(chǎn)能不足的“卡脖子”問題，也要避免人為制造的產(chǎn)能過剩問題。

（4） 現(xiàn)行兩部制電價(jià)及其分?jǐn)偸鑼?dǎo)機(jī)制能夠保障電站成本回收、獲得合理收益，并引導(dǎo)抽水蓄能功能的充分發(fā)揮。但是基于建設(shè)成本“一站一核”的兩部制容量電價(jià)機(jī)制還有以下一些問題需要解決：① 難以發(fā)揮電價(jià)政策激勵(lì)和傳導(dǎo)作用；② 無法體現(xiàn)抽水蓄能資源的差異；③ 在抽水蓄能投產(chǎn)高峰期核價(jià)成本過高。在中國(guó)當(dāng)前還不具備直接將抽水蓄能電站完全推向市場(chǎng)的背景下，建議統(tǒng)籌銜接電力市場(chǎng)化改革進(jìn)程，保持抽水蓄能電價(jià)政策的相對(duì)穩(wěn)定性及與市場(chǎng)的銜接性。近中期探索建立健全抽水蓄能標(biāo)桿容量電價(jià)機(jī)制體系，通過價(jià)格信號(hào)推進(jìn)優(yōu)質(zhì)站點(diǎn)資源開發(fā)，促進(jìn)全行業(yè)降本增效與高質(zhì)量發(fā)展，更好地支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)；遠(yuǎn)期隨著電能量市場(chǎng)、輔助服務(wù)市場(chǎng)、中長(zhǎng)期市場(chǎng)和容量市場(chǎng)的不斷完善，有計(jì)劃、分步驟積極穩(wěn)妥推動(dòng)抽水蓄能電價(jià)機(jī)制改革和市場(chǎng)化發(fā)展，以“標(biāo)桿容量電價(jià)+差價(jià)合約”的方式推動(dòng)抽水蓄能市場(chǎng)化交易，保障行業(yè)平穩(wěn)有序可持續(xù)發(fā)展，助力構(gòu)建新型能源體系和實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)。

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（編輯：鄭 毅）

Development status and outlook of pumped storage hydropower in China

HAN Dong¹，REN Weinan¹，ZHOU Li¹，CUI Zhenghui¹，HE Guojian^2，3

（1.China Renewable Energy Engineering Institute，Beijing 100120，China； 2.Department of Hydraulic Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，China； 3.State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering，Beijing 100084，China）

Abstract：

Accelerating the developent of pumped storage hydropower （PSH） is an urgent requirement for building a new type of power system with new energy as the main body，and is an important support for ensuring the safe and stable operation of the power system.This article comprehensively analyzes the current status，resource distribution characteristics，development trends，strategic positioning，and comprehensive benefits of PSH in China.Based on policy research and analysis of international and domestic development trends，it is evident that PSH plays a crucial role and holds significant value in supporting the large-scale development of wind，solar，and nuclear energy，as well as enhancing the flexibility of the power system.PSH site resources survey has identified over 1 500 sites nationwide，with a total capacity of 1.6 billion kW/10 billion kW·h.In terms of strategic positioning，PSH is vital for developing a new power system，establishing large-scale wind-solar-storage bases and integrated hydropower-wind-solar bases，driving economic growth，and supporting rural revitalization.Environmental and comprehensive benefits assessments emphasize its significant contributions to reducing CO2 emissions，promoting secure and stable operation of power systems，and facilitating socio-economic development.Finally，we outline future directions for China′s PSH development and propose corresponding suggestions，providing theoretical support and practical guidance for better development of China′s PSH.

Key words：

pumped storage hydropower； peak carbon emissions； carbon neutrality； green energy； site resources； environmental benefits； comprehensive benefits